共 167 篇

Total Biosynthesis of Antiangiogenic Agent (-)-Terpestacin by Artificial Reconstitution of the Biosynthetic Machinery in Aspergillus oryzae

The Journal of Organic Chemistry · 2018 · 10.1021/acs.joc.7b03220 · 含路线图 · 有原文

核心问题:复杂抗血管生成萜类化合物(-)-terpestacin的化学合成困难,需要通过异源重构生物合成途径实现其全生物合成。

关键发现:四基因转化株AO-tpcABCD在米曲霉中成功产生(-)-terpestacin,产量为11 mg/kg大米培养基 等 3 条

合成生物学 Aspergillus oryzaecytochrome P450flavin-dependent oxidaseheterologous expressionsesterterpeneterpestacin Aspergillus oryzae NSAR1 Aspergillus oryzae NSAR1 Aspergillus oryzae NSAR1

Metabolic Engineering-Based Rapid Characterization of a Sesquiterpene Cyclase and the Skeletons of Fusariumdiene and Fusagramineol from Fusarium graminearum

Organic Letters · 2018 · 10.1021/acs.orglett.8b00366 · 含路线图 · 有原文

核心问题:功能未知的倍半萜环化酶FgJ03939的快速功能表征,以及其所产生的新型倍半萜骨架(5/7双环和5/6/3三环)的结构鉴定与生物合成机制研究。

关键发现:在酿酒酵母YZL141中过表达tHMG1、ERG20和FgJ03939后,经95 h补料分批发酵,总倍半萜产量达到712 mg/L 等 5 条

代谢工程 / 合成生物学 Fusarium graminearumMetabolic engineeringSaccharomyces cerevisiaeSesquiterpene cyclaseTerpenoid biosynthesis Saccharomyces cerevis... Saccharomyces cerevis... Saccharomyces cerevis...

Genetically Encoded Forster Resonance Energy Transfer-Based Biosensors Studied on the Single-Molecule Level

ACS Sensors · 2018 · 10.1021/acssensors.8b00143 · 含路线图 · 有原文

核心问题:FRET生物传感器的优化常受限于ensemble测量信息量不足,难以理解传感器修饰对FRET变化的影响机制。

关键发现:葡萄糖传感器no.2具有最大响应ΔR=0.98,其无葡萄糖时低FRET群体(E1=0.09)占92%,高FRET群体(E2=0.63)占8% 等 2 条

合成生物学 chomophore maturationconformational changecrowding sensorglucose sensorsingle-molecule FRET Escherichia coli

Heterologous Leader Sequences in Fusion Constructs Enhance Expression of Geranyl Diphosphate Synthase and Yield of β-Phellandrene Production in Cyanobacteria (Synechocystis)

ACS Synthetic Biology · 2018 · 10.1021/acssynbio.7b00431 · 含路线图 · 有原文

核心问题:蓝藻中异源萜烯合成酶(如GPPS)表达水平低,导致β-水芹烯前体GPP供应不足,限制其产量。需要提高GPPS表达来增加代谢通量。

关键发现:NptI*GPPS融合表达使GPPS蛋白水平提高约60倍(相对单位60±15,对照为1.0),β-水芹烯产量达5.95 mg/g dcw,而对照(仅CpcB*PHLS)为1.42 mg/g dcw,提高约4.2倍。CmR29*GPPS产量为2.42 mg/g dcw,GPPS-SmR为1.89...

代谢工程 GPP合酶β-水芹烯代谢工程光合作用萜烯合成蓝藻 Synechocystis sp. PCC... Synechocystis sp. PCC... Synechocystis sp. PCC...

Cell-free prediction of protein expression costs for growing cells

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-03970-x · 含路线图 · 有原文

核心问题:异源蛋白表达会给宿主细胞带来显著负担,消耗表达资源,导致细胞生长变慢和生产力下降,但蛋白质生产成本很难从DNA序列直接预测。

关键发现:无细胞裂解液中表达容量在50 nM质粒DNA时达到平台并随后下降 等 4 条

合成生物学 合成生物学大肠杆菌无细胞表达翻译效率表达负担资源竞争 大肠杆菌 DH10B 大肠杆菌 MG1655 无细胞大肠杆菌裂解液(源自DH5α)

In vitro DNA SCRaMbLE

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-03743-6 · 含路线图 · 有原文

核心问题:开发一种体外DNA重排方法,以构建结构变异文库并优化生物合成途径的通量,克服体内SCRaMbLE系统的局限性。

关键发现:体外SCRaMbLE实验中,10个loxPsym位点间隔500 bp的构建体产生9种不同缺失条带 等 10 条

合成生物学/代谢工程 Cre/loxPsymbeta-carotenein vitro SCRaMbLEpathway engineeringsynthetic biology Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae

Multidimensional heuristic process for high-yield production of astaxanthin and fragrance molecules in Escherichia coli

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-04211-x · 含路线图 · 有原文

核心问题:优化包含大量基因的代谢途径时,传统多元模块化方法(MMM)仅能平衡模块间而无法平衡模块内酶活,导致虾青素等复杂化合物产量低。

关键发现:MHP将虾青素产量提高至184 mg L-1 day-1(或320 mg L-1),且为100% 3S,3'S-对映体 等 5 条

代谢工程/合成生物学 代谢工程多维启发式过程大肠杆菌异戊二烯途径虾青素 Escherichia coli K12 ... Escherichia coli K12 ... Escherichia coli K12 ...

Novofumigatonin biosynthesis involves a non- heme iron-dependent endoperoxide isomerase for orthoester formation

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-04983-2 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析novofumigatonin的生物合成途径,揭示其独特的orthoester官能团形成的分子机制。

关键发现:NvfI催化asnovolin A (2)生成内过氧化物fumigatonoid A (14)和次要产物22 等 3 条

代谢工程 Aspergillus novofumig... Aspergillus novofumig... Aspergillus novofumig...

Engineered bidirectional promoters enable rapid multi-gene co-expression optimization

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-05915-w · 含路线图 · 有原文

核心问题:多基因共表达需要精细调控各基因的表达水平与比例,但传统单向启动子(MDP)在多基因共表达优化方面存在局限,缺乏覆盖广、可调性强的双向启动子工具。

关键发现:构建了168个合成双向启动子,覆盖79倍累积表达范围和61倍双侧表达比 等 8 条

代谢工程/合成生物学 代谢工程双向启动子合成生物学启动子工程多基因共表达毕赤酵母 Komagataella phaffii ... Komagataella phaffii ... Komagataella phaffii ...

Rapid pathway prototyping and engineering using in vitro and in vivo synthetic genome SCRAMbLE-in methods

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-04254-0 · 含路线图 · 有原文

核心问题:外源途径优化和底盘工程通常是分步进行且依赖试错法,耗时耗力。本文旨在通过一种基于重组酶的组合方法SCRAMbLE-in同时实现途径表达多样化和底盘基因组优化,加速工程生物学循环。

关键发现:体外重组酶活性测定显示:Cre-loxP切除率>40%,VCre-Vlox和Dre-rox约30% 等 5 条

合成生物学/代谢工程 SCRAMbLE-inSaccharomyces cerevisiaepathway engineeringsite-specific recombinasesynthetic genome Saccharomyces cerevis... Saccharomyces cerevisiae Escherichia coli BL21...

Phenotypic diversification by enhanced genome restructuring after induction of multiple DNA double-strand breaks

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-04256-y · 含路线图 · 有原文

核心问题:探究同时诱导多个DNA双链断裂对基因组重排和表型多样性的影响,并开发一种可人工诱导基因组大范围重排的技术,以加速菌株和植物的定向进化与育种。

关键发现:TaqI激活后,二倍体酵母中28.1%(9/32)出现染色体大小改变,而单倍体为0%(0/16),对照组为3.1%(1/32);细胞存活率:单倍体约20%,二倍体约40%;同源重组频率提高18倍;13个突变体平均每个菌株1.3个SNV;检测到40个短基因转换(平均长度7.0 kb)、6个非同源... 等 5 条

合成生物学 DNA双链断裂TAQing系统基因组重排多倍体表型多样化 酿酒酵母(Saccharomyces ce... 酿酒酵母(Saccharomyces ce... 酿酒酵母(Saccharomyces ce...

Three previously unrecognised classes of biosynthetic enzymes revealed during the production of xenovulene A

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-04364-9 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析真菌meroterpenoid xenovulene A的生物合成途径,并鉴定参与其中的新型生物合成酶类。

关键发现:Xenovulene A对GABA/苯并二氮卓受体具有40 nM的抑制活性。基因组大小约33.8 Mb,scaffold N50为1.3 Mb 等 2 条

合成生物学 Sarocladium schoriibiosynthetic gene clusterhetero Diels-Alderasemeroterpenoidoxidative ring contractionterpene cyclase Sarocladium schorii (... Sarocladium schorii Sarocladium schorii

Kauniolide synthase is a P450 with unusual hydroxylation and cyclization-elimination activity

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-06565-8 · 含路线图 · 有原文

核心问题:缺乏催化愈创木内酯(guaianolide)生物合成中关键环化步骤的酶,阻碍了该类倍半萜内酯的代谢工程与合成生物学应用。

关键发现:['Tp8879 (TpKLS) 催化costunolide环化生成kauniolide,反应产物中kauniolide-cysteine峰强度是3β-羟基costunolide-cysteine的6.7倍', '在酵母微体酶活测定中,TpKLS催化costunolide产生的产物[M+H]+...

合成生物学 biosynthesiscostunolidecytochrome P450guaianolidekauniolide synthase 酿酒酵母WAT11菌株 本氏烟草(Nicotiana bentha... 酿酒酵母WAT11菌株

Towards a comprehensive understanding of the structural dynamics of a bacterial diterpene synthase during catalysis

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-06325-8 · 含路线图 · 有原文

核心问题:揭示细菌二萜合酶CotB2在催化过程中蛋白质结构的动态变化以及酶与底物/中间体的相互作用机制

关键发现:CotB2与底物类似物FGGDP共结晶得到1.8Å分辨率的封闭态结构,捕获了环化中间体2-fluoro-3,7,18-dolabellatriene(F-Dola)和游离焦磷酸 等 8 条

合成生物学 CotB2catalysiscrystallographyditerpene synthasemolecular dynamicsstructural dynamics Escherichia coli Rose... Escherichia coli Rose... Escherichia coli Rose...

Genome mining of cyclodipeptide synthases unravels unusual tRNA-dependent diketopiperazine-terpene biosynthetic machinery

Nature Communications · 2018 · 10.1038/s41467-018-06411-x · 含路线图 · 有原文

核心问题:环二肽合成酶(CDPS)途径尚未充分开发,其产物经萜烯修饰形成复杂二酮哌嗪-萜烯化合物的生物合成机制尚不清楚

关键发现:DmtB1合成cyclo(L-Trp-L-Xaa)(Xaa=Val, Pro, Leu, Ile, Ala),主产物为cWV 等 8 条

代谢工程 biosynthesiscyclodipeptide synthasediketopiperazinegenome miningprenyltransferaseterpene Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21...

Uncoupled activation and cyclisation in catmint reductive terpenoid biosynthesis

Nature Chemical Biology · 2018 · 10.1038/s41589-018-0185-2 · 含路线图 · 有原文

核心问题:揭示猫薄荷(Nepeta mussinii)中荆芥内酯不同立体异构体生物合成的分子机制,尤其是iridoid synthase(ISY)仅催化底物8-氧香叶醛的还原活化而不催化后续环化,环化步骤由独立的环化酶催化,从而解决还原与环化偶联的经典萜类合成范式之外的立体化学调控问题。

关键发现:ISY还原8-氧香叶醛生成8-氧香叶醇烯醇中间体3,但环化为非酶促过程,产物分布受缓冲液浓度影响:低浓度(<50 mM MOPS)主要生成cis-trans-荆芥内酯醇4a,中等浓度(50-500 mM)主要生成环烯醚醛5a,高浓度(≥500 mM)直接互变异构为6 等 6 条

合成生物学 NEPS环烯醚萜短链脱氢酶荆芥内酯生物合成还原性萜烯合酶非氧化还原环化 大肠杆菌(异源表达宿主) 大肠杆菌(异源表达宿主) 大肠杆菌(异源表达宿主)

Structure-guided design of Serratia marcescens short-chain dehydrogenase/reductase for stereoselective synthesis of (R)-phenylephrine

Scientific Reports · 2018 · 10.1038/s41598-018-19235-y · 含路线图 · 有原文

核心问题:SmSDR催化HPMAE还原为(R)-苯福林时转化率较低,需通过结构解析和理性设计提高酶活性与生物转化效率。

关键发现:解析了SmSDR apo结构(1.47 Å)及突变体结构 等 6 条

代谢工程 (R)-phenylephrinebioconversionshort-chain dehydrogenase/reductasestereoselective synthesisstructure-guided design Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21...

Development of a high-throughput assay for rapid screening of butanologenic strains

Scientific Reports · 2018 · 10.1038/s41598-017-18074-7 · 含路线图 · 有原文

核心问题:现有基于酿酒酵母乙醇脱氢酶(Sc ADH)的比色法在ABE发酵液中测定丁醇时受到乙醇干扰,无法特异性定量丁醇,需要开发一种能优先利用丁醇的高通量测定方法以筛选高产丁醇菌株。

关键发现:Sc ADH对乙醇的催化效率(54±3 min⁻¹mM⁻¹)约为丁醇(4.3±1.2 min⁻¹mM⁻¹)的13倍 等 6 条

代谢工程 Escherichia coli BL21... Saccharomyces cerevisiae Clostridium beijerinc...

Phytase overexpression in Arabidopsis improves plant growth under osmotic stress and in combination with phosphate deficiency

Scientific Reports · 2018 · 10.1038/s41598-018-19493-w · 含路线图 · 有原文

核心问题:植物渗透胁迫响应与磷酸盐稳态之间的相互作用机制尚不清楚,特别是肌醇六磷酸(植酸)在此交互中的作用未知。

关键发现:PHY-US417过表达株系(L7和L9)植酸含量降低40%,ipk1-1突变体降低83% 等 8 条

代谢工程 拟南芥 (Arabidopsis thal... 拟南芥 (Arabidopsis thal... 拟南芥 (Arabidopsis thal...

Engineering Yarrowia lipolytica to Simultaneously Produce Lipase and Single Cell Protein from Agro-industrial Wastes for Feed

Scientific Reports · 2018 · 10.1038/s41598-018-19238-9 · 含路线图 · 有原文

核心问题:饲料工业中脂质消化利用率低以及蛋白质资源短缺两大问题

关键发现:最佳工程菌株YLY5在10升发酵罐中以甘蔗糖蜜培养基(YPM)同时产脂肪酶16420 U/ml(4.13 g/L)和单细胞蛋白151.2 g/L;在摇瓶水平,YLY5在YPD中脂肪酶活性2175 U/ml,YPS中2615 U/ml,YPM中3075 U/ml、SCP 39 g/L,废食用油培... 等 3 条

代谢工程 Yarrowia lipolyticaagro-industrial wastesfeed additiveslipasesingle cell protein Yarrowia lipolytica YLY5 Yarrowia lipolytica YLY5 Yarrowia lipolytica YLY5